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1.1 机器语言

• 机器语言是机器指令的集合。
• 机器指令是一列二进制数字。
• 计算机将其转变为一系列高低电平，驱动电子器件，进行运算。
• 每一种微处理器，由于硬件设计和内部结构不同，需要使用不同的电平脉冲来控制，使其工作。
• 所以每一种微处理器都有自己的机器指令集，也就是机器语言。

1.2 汇编语言

• 汇编语言的主体是汇编指令。
• 汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。

• 汇编语言编写程序的工作过程：

  
  

• 汇编语言由以下三类指令组成：

  
  

1.3 CPU 对存储器的读写

• CPU 从内存中读写数据的步骤：

  • 指定存储单元的地址。
  • 指明对哪种器件进行操作。
  • 指明哪种操作，是读数据还是写数据。
  • 传输数据。

• CPU 需要和外部器件进行信息交互：

  
  

• 在电子计算机中，能处理、传输的信息都是电信号，电信号用导线传送。

• 计算机中专门连接 CPU 和其他芯片的导线，称为总线。

• 根据传送信息的不同，总线从逻辑上分为 3 类，地址总线、控制总线和数据总线。

• CPU 从 3 号单元读取数据的过程：

  
  
  • CPU 通过地址总线将地址信息 3 发出。
  • CPU 通过控制总线发出内存读命令，选中存储芯片，并通知它，将要从中读取数据。
  • 存储器将 3 号单元中的数据 8 通过数据总线送入 CPU。

1.4 地址总线

• CPU 是通过地址总线来指定存储单元的。
• 地址总线上能传送多少个不同的信息，CPU 就可以对多少个存储单元进行寻址。
• 一个 CPU 有 N 根 地址线，则可以说这个 CPU 的地址总线的宽度为 N。
• 总线宽度为 N 的 CPU 最多可以寻找 2 的 N 次方个内存单元。

• 地址总线示意图：

  
  

1.5 数据总线

• CPU 与内存或其他器件之间的数据传送是通过数据总线进行的。
• 数据总线的宽度决定了 CPU 和外界的数据传送速度。

• 8 位数据总线示意图：

  
  

1.6 控制总线

• CPU 对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。
• 控制总线是一些不同控制线的集合。
• 有多少根控制线，就意味着 CPU 提供了对外部器件的多少种控制。
• 控制总线的宽度决定了 CPU 对外部器件的控制能力。

1.7 检测点 1.1

• 答案：

  
  

1.8 各类存储器芯片

• 一台 PC 上，有多个存储器芯片，这些芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。
• 从读写属性上看，分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
• RAM 可读可写，但必须带电存储，断电后存储的内容丢失。
• ROM 只能读取不能写入，断电后其中内容不丢失。

• PC 中各类存储器逻辑连接：

  
  

1.9 内存地址空间

• 上述存储器虽然在物理上是独立的器件，但是有两个相同点：
  • 都和 CPU 的总线相连。
  • CPU 对它们进行读写时都通过控制线发出内存读写命令。
• CPU 在操控它们时，将它们当做内存对待，将它们总的看作一个由若干个存储单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是内存地址空间。

• 逻辑存储器示意图：

  
  
• CPU 在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。